反預(yù)旋進氣旋轉(zhuǎn)盤腔系統(tǒng)的流場實驗與計算研究.pdf

1、本文對帶有微型渦輪(即反預(yù)旋噴嘴)的大尺寸高壓渦輪旋轉(zhuǎn)盤腔系統(tǒng)內(nèi)部流場特性進行了實驗與三維數(shù)值模擬計算對比研究，為未來優(yōu)化設(shè)計渦輪盤腔系統(tǒng)內(nèi)部流場和換熱特性奠定了基礎(chǔ)。其中實驗研究是在前人實驗研究的基礎(chǔ)上進行了更進一步的實驗研究，三維數(shù)值模擬研究是以以往二維數(shù)值模擬計算模型為基礎(chǔ)。 實驗中采用傳統(tǒng)流場測量工具五孔探針進行實驗數(shù)據(jù)的采集，具體研究了200rpm、400rpm、600rpm、1100rpm、1400rpm、1800

2、rpm、1900 rpm、2000 rpm八個轉(zhuǎn)速下大、中、小流量時旋轉(zhuǎn)盤腔內(nèi)部6個不同軸向位置的速度場分布、壓力場分布情況，并對實驗數(shù)據(jù)進行了初步分析。通過實驗研究得出以下結(jié)論：1．實驗得到了旋轉(zhuǎn)盤腔內(nèi)部切向速度、軸向速度和徑向速度以及壓力在不同工況下的分布特征和規(guī)律；2．實驗結(jié)果進一步驗證了旋轉(zhuǎn)盤腔內(nèi)部流場控制理論，即，低轉(zhuǎn)速下進氣效應(yīng)控制盤腔內(nèi)部流場，中高轉(zhuǎn)速和較高轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)效應(yīng)控制盤腔內(nèi)部流場；3．根據(jù)軸向速度和徑向速度的不同，

3、低轉(zhuǎn)速可細(xì)分為三種不同的類型，高轉(zhuǎn)速分為中高轉(zhuǎn)速類型和較高轉(zhuǎn)速類型。 三維數(shù)值模擬計算研究中由于計算整個盤腔需要的網(wǎng)格過多，所以選取整個盤腔的1/74為計算模型，在幾何形狀完全相同的周向旋轉(zhuǎn)面施加周期性邊界條件，并選用κ-ε湍流模型進行數(shù)值模擬，求解了50rpm、600rpm、1800rpm三個轉(zhuǎn)速下大流量時旋轉(zhuǎn)盤腔內(nèi)部的速度場分布、壓力場分布，并將計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進行了比較分析。數(shù)值模擬計算的結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)對比后表明，兩者在